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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Benutzerschnittstelle für ein Fahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeug, das eine solche Benutzerschnittstelle umfasst.
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Eine bekannte Benutzerschnittstelle umfasst eine zweidimensionale flache Anzeige zum Anzeigen von Informationen und/oder eine physische Taste oder einen physischen Knopf zum Erfassen einer Benutzereingabe und zum Bereitstellen einer physischen Affordanz für den Benutzer.
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Zweidimensionale Anzeigen werden verwendet, um dem Fahrer und/oder anderen Insassen des Fahrzeugs verschiedene Informationen zu präsentieren. Zweidimensionale Anzeigen können eine Berührungsfunktionalität zum Erfassen einer Benutzereingabe umfassen. Somit kann die zweidimensionale Anzeige mit Berührungsfunktionalität, die auch als Touchscreen bezeichnet wird, einen Teil der Benutzerschnittstelle mit einer großen Anzahl von Funktionen bereitstellen. Während des Fahrens scheint es schwierig zu sein, eine große Anzahl von Funktionen zu nutzen, insbesondere für den Fahrer, der seine Aufmerksamkeit auf das Fahren des Fahrzeugs richten muss. Darüber hinaus scheint es aufgrund eines Mangels an durch einen Benutzer, z. B. den Fahrer, wahrnehmbarer Rückmeldung für den Benutzer schwierig zu sein, eine genaue Eingabe, z. B. mit einem Finger des Benutzers, durchzuführen. Aus demselben Grund ist der Fahrer abgelenkt und muss visuelle und kognitive Aufmerksamkeit auf die Bedienung einer berührungsempfindlichen Anzeige richten. Das heißt, eine solche zweidimensionale Anzeige umfasst mehrere Aspekte, die einer Verbesserung bedürfen.
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Physische Tasten stellen eine physische Affordanz bereit, die insbesondere bei Verwendung in einem Fahrzeug wichtige Vorteile bereitstellt. So z. B. Benutzerfreundlichkeit durch Bereitstellen physischer Stabilität für einen mit der Taste interagierenden Finger, reduzierte Ablenkung im Vergleich zur Verwendung eines Touchscreens und Vertrautheit, da der physische Ort und die Funktion der Taste im Wesentlichen gleichbleibend sind. Die physische Taste gestattet eine blinde Bedienung, da der Benutzer behält und/oder fühlt, wo die Taste zu finden ist, wie sie zu bedienen ist und/oder welche Funktion sie hat. Somit ermöglicht eine physische Taste im Vergleich zu einer berührungsempfindlichen Anzeige eine vorteilhafte taktile Wahrnehmung. Darüber hinaus kann eine physische Taste auch ein ästhetisches Merkmal des Fahrzeugs sein. Physische Tasten weisen jedoch Eigenschaften auf, die nachteilig sein können, wie zum Beispiel das Aufweisen einer dedizierten Funktion und eine fehlende Beziehung zu der digitalen Benutzerschnittstelle, beispielsweise zu einem Inhalt, der auf einer zweidimensionalen Anzeige angezeigt wird.
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US 2020/0079216 A1 offenbart eine Bedienungseinrichtung, die einen Touchscreen und einen Bedienungsknopf im Bereich des Touchscreens umfasst, wobei der Knopf eine Seitenwand mit mehreren Lichtausgaben von mindestens einem Leuchtsegment einer Pixelmatrix umfasst. Der Touchscreen umfasst ein transparentes Bedienfeld und eine Pixelmatrix. Das Bedienfeld kann die Form des Knopfes aufweisen und die Pixelmatrix ist zusammen mit dem Bedienfeld geformt. Eine geformte Pixelmatrix ist jedoch kostenintensiv. Alternativ kann das Bedienfeld die Form des Knopfes aufweisen, während die Pixelmatrix flach ist, wobei ein Hohlraum zwischen der Pixelmatrix und dem Bedienfeld mit Lichtleitelementen zum Leiten von Licht von der Pixelmatrix zu dem Bedienfeld zu füllen ist. Der Bedienungsknopf ist von der Pixelmatrix des Bildschirms umgeben.
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Der Benutzer führt eine Benutzereingabe durch den Touchscreen und durch den Knopf durch und nimmt sichtbare Informationen davon wahr. Die Steuerung der Bedienungseinrichtung kann komplex sein, und das Erscheinungsbild der Bedienungseinrichtung ist aufgrund der den Knopf umgebenden beleuchteten Pixelmatrix komplex. Des Weiteren ist es technisch schwierig, eine Anzeige und/oder einen Touchscreen in der Oberfläche eines Innenraums des Fahrzeugs nahtlos zu integrieren.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Benutzerschnittstelle mit einem verbesserten Erscheinungsbild bei gleichzeitiger Fähigkeit zum Bereitstellen verschiedenartiger Benutzerinteraktionen mit der Benutzerschnittstelle bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen, in den Figuren und in der Beschreibung dargelegt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Benutzerschnittstelle für ein Fahrzeug bereitgestellt, die zum Präsentieren von sichtbaren Informationen eingerichtet ist; die Benutzerschnittstelle umfasst eine zweidimensionale Anzeige zum Anzeigen von Informationen auf einem Anzeigeabschnitt und eine optische Blende, umfassend eine Kontaktoberfläche, eine dreidimensionale Anzeigeoberfläche zum Anzeigen von Informationen und ein optisches Lichtleitermaterial, das zwischen der Kontaktoberfläche und der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche bereitgestellt ist; wobei die zweidimensionale Anzeige eine Pixelanordnung umfasst; wobei die Kontaktoberfläche der Anzeige zugewandt ist und zum Übertragen von Informationen von der Pixelanordnung zu der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche eingerichtet ist; wobei die Benutzerschnittstelle ferner ein Verkleidungsmaterial umfasst, das eine obere Verkleidungsoberfläche zum Präsentieren von Licht in Zusammenhang mit Informationen und Bedecken der zweidimensionalen Anzeige aufweist, wobei das Verkleidungsmaterial einen Ausschnitt und/oder einen Hohlraum umfasst, der eine Aussparung bildet, und die Blende in der Aussparung angeordnet ist, wobei die Benutzerschnittstelle zum Projizieren von Licht auf die obere Verkleidungsoberfläche eingerichtet ist und/oder das Verkleidungsmaterial zum Übertragen von Licht von einer Verkleidungskontaktoberfläche des Verkleidungsmaterials durch das Verkleidungsmaterial zu der oberen Verkleidungsoberfläche eingerichtet ist.
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Mittels des Verkleidungsmaterials und des Lichts, das auf die obere Verkleidungsoberfläche projiziert und/oder an diese übertragen wird, stellt die Erfindung eine versteckte Schnittstelle bereit, die das Vorhandensein von physischen Schaltern beseitigen kann und die das Vorhandensein der zweidimensionalen Anzeige als solche beseitigen kann, bei der jedoch bei Bedarf gemäß dem Benutzer und/oder einem Kontext einer grafischen Benutzerschnittstelle, GUI, visuell wahrnehmbare Informationen erscheinen. Die Benutzerschnittstelle ist dazu eingerichtet, Licht und somit visuell wahrnehmbare Informationen auf das Verkleidungsmaterial, in dem die Blende eingebettet ist, zu projizieren. D.h., Licht wird von einer Lichtquelle emittiert, um durch die obere Verkleidungsoberfläche des Verkleidungsmaterials reflektiert zu werden, um zu bewirken, dass visuell wahrnehmbare Informationen auf der oberen Verkleidungsoberfläche erscheinen. Alternativ oder zusätzlich ist die Benutzerschnittstelle dazu ausgelegt, Licht durch das Verkleidungsmaterial zu übertragen, sodass visuell wahrnehmbare Informationen auf der oberen Verkleidungsoberfläche erscheinen. Somit wird das Licht an der Verkleidungskontaktoberfläche in das Verkleidungsmaterial eingekoppelt. Von der Verkleidungskontaktoberfläche wird Licht durch das Verkleidungsmaterial übertragen, um durch die obere Verkleidungsoberfläche emittiert zu werden, um zu bewirken, dass visuell wahrnehmbare Informationen auf der oberen Verkleidungsoberfläche erscheinen.
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Die Erfindung kombiniert die dreidimensionale Blende, die eine kontextuelle empfindliche digitale und physische Affordanz bereitstellen kann, mit dem umgebenden Verkleidungsmaterial, das die versteckte Schnittstelle bereitstellt. Die versteckte Schnittstelle erscheint aufgrund des Verkleidungsmaterials solide, ist jedoch dazu in der Lage, Informationen zu präsentieren. Die Kombination der Blende mit dem Verkleidungsmaterial stellt eine erwünschte Benutzerschnittstelle bereit, die leicht zugänglich und leicht zu verwenden ist. Die Blende stellt die physische Affordanz bereit und das Verkleidungsmaterial führt zu reduzierter Ablenkung eines Benutzers und zu einer verbesserten Einbettung der Benutzerschnittstelle und der Blende in das Innere des Fahrzeugs. Die Erfindung beseitigt überflüssige Hardware und/oder Steueroberflächen, beispielsweise Tasten und/oder Anzeigefläche, Materialien und Bedienfelder, und kreiert somit einen nahtloseren Innenraum. Durch Beseitigung überflüssiger Hardware und/oder analoger Tasten und Verlagerung der Funktionalität zu der digitalen Benutzerschnittstelle wird beispielsweise eine Benutzerschnittstelle für ein CID oder eine Panoramaanzeige (pillar-to-pillar, p2p), eine Lenkradsteuerung (MFL), ein Panorama-Head-up-Display (PHUD) und/oder ein Personal Information Display (PID) erhalten, ohne die Komplexität der Gesamt-GUI zu erhöhen. Somit vereinfacht die Erfindung das Erscheinungsbild der Benutzerschnittstelle und somit des Innenraums des Fahrzeugs, ohne die Funktionalität der GUI zu verschlechtern.
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Optional umfasst die obere Verkleidungsoberfläche einen dedizierten Anzeigeabschnitt und einen undurchsichtigen Abschnitt. Der dedizierte Anzeigeabschnitt ist zum Präsentieren der visuell wahrnehmbaren Informationen eingerichtet. Beispielsweise ist das dedizierte Anzeigen reflektiv, wenn Licht auf die Verkleidungsoberfläche projiziert werden soll, und/oder der dedizierte Anzeigeabschnitt ist durchlässig, wenn Licht durch das Verkleidungsmaterial übertragen werden soll. Dagegen ist der undurchsichtige Abschnitt optional absorbierend und/oder nicht-durchlässig für sichtbares Licht. Somit ist die Benutzerschnittstelle dazu eingerichtet, in dem Anzeigeabschnitt visuell wahrnehmbare Informationen zu präsentieren und in dem undurchsichtigen Abschnitt keine visuell wahrnehmbaren Informationen anzuzeigen. Optional umfasst die obere Verkleidungsoberfläche mehrere getrennte Anzeigeabschnitte, um visuell wahrnehmbare Informationen in separaten Abschnitten der oberen Verkleidungsoberfläche anzuzeigen.
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Optional sind der undurchsichtige Abschnitt und der dedizierte Anzeigeabschnitt aneinander angrenzend angeordnet. Diese Ausführungsform stellt eine Benutzerschnittstelle mit einem Verkleidungsmaterial bereit, bei dem Informationen in dem Anzeigeabschnitt präsentiert werden, während gleichzeitig der undurchsichtige Abschnitt des Verkleidungsmaterials solide erscheint. Hierbei sind der undurchsichtige Abschnitt und der Anzeigeabschnitt optional durch eine Abschnittsgrenze voneinander getrennt. Die Abschnittsgrenze definiert die Form des undurchsichtigen Abschnitts und des Anzeigeabschnitts.
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Optional ist das Verkleidungsmaterial dazu eingerichtet, Licht von einer Verkleidungskontaktoberfläche des Verkleidungsmaterials durch das Verkleidungsmaterial zu der oberen Verkleidungsoberfläche zu übertragen, wobei das Verkleidungsmaterial einen dedizierten Übertragungsabschnitt umfasst. D. h., das Verkleidungsmaterial in dem dedizierten Übertragungsabschnitt ist durchlässig. Somit ist die Benutzerschnittstelle dazu eingerichtet, in dem Übertragungsabschnitt visuell wahrnehmbare Informationen zu präsentieren und in dem undurchsichtigen Abschnitt keine visuell wahrnehmbaren Informationen anzuzeigen. Optional ist die zweidimensionale Anzeige größer als die Blende und erstreckt sich unter dem Verkleidungsmaterial, um Licht zur Übertragung durch das Verkleidungsmaterial in die Verkleidungskontaktoberfläche einzukoppeln. Alternativ oder zusätzlich ist eine herkömmliche Lichtquelle unter dem Verkleidungsmaterial angeordnet, um Licht zur Übertragung durch das Verkleidungsmaterial in die Verkleidungskontaktoberfläche einzukoppeln. In dem Übertragungsabschnitt ist das Verkleidungsmaterial zum Präsentieren der visuell wahrnehmbaren Informationen eingerichtet. Optional ist der Übertragungsabschnitt wie oben beschrieben angrenzend an einen undurchsichtigen Abschnitt angeordnet.
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Optional umfasst der Übertragungsabschnitt Perforationen, Hohlräume und/oder mehrere Lichtleiterabschnitte. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei Perforationen um Durchgangslöcher, die in dem Verkleidungsmaterial in dem Übertragungsabschnitt vorhanden sind, um eine Lichtübertragung durch das Verkleidungsmaterial zu ermöglichen. Somit kann sich Licht von der Verkleidungskontaktoberfläche durch die Perforationen zu der oberen Verkleidungsoberfläche fortbewegen, um das Verkleidungsmaterial in dem Übertragungsabschnitt zu beleuchten. Hohlräume sind in dem Verkleidungsmaterial enthaltene Abschnitte, die porös sind und aus einem anderen Material als das Verkleidungsvolumenmaterial, beispielsweise einem Gas wie Luft, bestehen. Beispielsweise kann das Material porös sein, d. h., das Verkleidungsmaterial umfasst an sich Löcher und/oder andere Leerräume, wie beispielsweise ein gesintertes Material, ein 3D-gedrucktes Material usw. Darüber hinaus werden auch ein Gewebe, ein gewebtes oder gewirktes Material, ein Metallgewebe usw. als porös betrachtet. Zusätzlich oder alternativ umfasst das Verkleidungsmaterial Lichtleiterabschnitte, wobei jeder der Lichtleiterabschnitte ein Lichtleitermaterial, wie etwa in dem Verkleidungsmaterial eingebettete Lichtleitfasern, umfasst. Bei dieser Ausführungsform kann sich Licht von der Verkleidungskontaktoberfläche durch die Lichtleiterabschnitte zu der oberen Verkleidungsoberfläche fortbewegen, um das Verkleidungsmaterial in dem Übertragungsabschnitt zu beleuchten. Das Lichtleitermaterial ist optional in einer Perforation angeordnet, um die Lichtübertragung zu verbessern.
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Optional umfasst das Verkleidungsmaterial eine Breite, und die Breite des Verkleidungsmaterials in dem dedizierten Übertragungsabschnitt ist reduziert und/oder minimal. Beispielsweise ist die Breite des Verkleidungsmaterials in einem undurchsichtigen Abschnitt größer als die Breite des Verkleidungsmaterials in dem Übertragungsabschnitt. Bei dieser Ausführungsform ist die Lichtübertragung aufgrund der verringerten Breite des Verkleidungsmaterials verbessert. Die Breite des Verkleidungsmaterials ist die Ausdehnung des Verkleidungsmaterials senkrecht zu einer Hauptausdehnungsrichtung des Verkleidungsmaterials.
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Optional ist die zweidimensionale Anzeige unter dem Verkleidungsmaterial angeordnet. Bei dieser Ausführungsform lässt sich Licht effektiv in das Verkleidungsmaterial einkoppeln.
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Optional ist die Benutzerschnittstelle zum Projizieren von Licht auf die obere Verkleidungsoberfläche eingerichtet, und die Blende ist zum Projizieren von Informationen von der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche auf die Verkleidungsoberfläche eingerichtet. Bei dieser Ausführungsform wird Licht von der Blende emittiert, um zu der oberen Verkleidungsoberfläche übertragen zu werden, um darauf reflektiert zu werden. Bei dieser Ausführungsform kann auf eine zusätzliche externe Lichtquelle zum Kommunizieren von Licht auf die obere Verkleidungsoberfläche verzichtet werden. Alternativ umfasst die Benutzerschnittstelle einen digitalen Projektor, beispielsweise einen digitalen Laserprojektor (DLP), Flüssigkristalle auf Silizium (LCOS), der zum Projizieren von Licht auf die obere Verkleidungsoberfläche, d.h. die externe Oberfläche um die Blende, verwendet werden kann.
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Optional umfasst die dreidimensionale Anzeigeoberfläche einen dedizierten Projektionsoberflächenabschnitt. Bei dieser Ausführungsform wird eine Lichtprojektion auf die obere Verkleidungsoberfläche erleichtert. Beispielsweise ist eine laterale Oberfläche der Blende zum Projizieren von Licht auf die obere Verkleidungsoberfläche eingerichtet.
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Optional umfasst die Benutzerschnittstelle eine berührungsempfindliche Vorrichtung, eingerichtet zum Erfassen einer Benutzereingabe, und die berührungsempfindliche Vorrichtung ist unter dem Verkleidungsmaterial angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ist das Verkleidungsmaterial berührungsempfindlich ohne Einfluss auf die Beschaffenheit und/oder das Erscheinungsbild der oberen Verkleidungsoberfläche.
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Optional umfasst die Benutzerschnittstelle eine transparente Verkleidungsabdeckung, die zum Bedecken der Verkleidungsoberfläche angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die obere Verkleidungsoberfläche durch die Verkleidungsabdeckung bedeckt und dadurch geschützt.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug die erfindungsgemäße Benutzerschnittstelle. Optional umfasst die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs eines oder mehrere der oben beschriebenen optionalen Merkmale, um eine damit assoziierte technische Wirkung zu erzielen.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Ansprüchen, in den Figuren und in der Beschreibung dargelegt.
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Oben beschriebene Merkmale und Kombinationen von Merkmalen sowie in den Figuren offenbarte und im Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Merkmale und Kombinationen von Merkmalen können als solche verwendet werden oder kombiniert werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer in einem Fahrzeug enthaltenen Benutzerschnittstelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 einen Abschnitt einer schematischen Seitenansicht der in 1 gezeigten Benutzerschnittstelle;
- 3 eine schematische perspektivische Ansicht der in 1 und 2 gezeigten Benutzerschnittstelle; und
- 4 eine schematische Draufsicht der in 1 bis 3 gezeigten Benutzerschnittstelle.
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In den Figuren werden dieselben und funktional ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer in einem Fahrzeug 2 enthaltenen Benutzerschnittstelle 1. Die Benutzerschnittstelle 1 ist dazu eingerichtet, einem Benutzer 4 sichtbare Informationen 3a, 3b, 3b', 3b'', 3c zu präsentieren, und ist dazu eingerichtet, eine Benutzereingabe 5 durch einen Benutzer 4 zu erfassen. Der Benutzer 4 kann ein Fahrer des Fahrzeugs 2 und/oder ein Insasse des Fahrzeugs 2 sein. Der Benutzer 4 kann auch ein Insasse eines autonom fahrenden Fahrzeugs 2 sein. Die Benutzerschnittstelle 1 kann an einer beliebigen Oberfläche im vorderen oder hinteren Teil des Fahrzeugs 1 für einen beliebigen Benutzer angeordnet sein; beispielsweise an einem Lenkrad, einem Armaturenbrett, einer Mittelkonsole, einer Mittelarmlehne, einer Türverkleidung. Die Benutzerschnittstelle 1 ist in einem Innenraum 6 des Fahrzeugs 2 angeordnet, sodass ein Benutzer 4 sichtbare Informationen 3a, 3b, 3b', 3b'', 3c die durch die Benutzerschnittstelle 1 ausgegeben werden, wahrnehmen kann.
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Die Benutzerschnittstelle 1 umfasst eine zweidimensionale Anzeige 7, die auch als Anzeigepanel bezeichnet wird, zum Anzeigen von Informationen 3a auf einem Anzeigeabschnitt 8. Der Anzeigeabschnitt 8 ist ein Abschnitt der zweidimensionalen Anzeige 7, auf dem Informationen 3a zweidimensional und visuell wahrnehmbar angezeigt werden. Die angezeigten Informationen 3a können jedoch auch so gerendert werden, dass sie dreidimensional erscheinen, beispielsweise kann die Anzeige 7 eine Anzeige sein, die eine 3D-Simulation durchführt, beispielsweise eine stereografische oder eine autostereografische Anzeige. Die zweidimensionale Anzeige 7 umfasst eine Pixelanordnung, beispielsweise eine Pixelmatrix mit einem zweidimensionalen Array aus farbigen Pixeln, die einzeln beleuchtet werden können. Die zweidimensionale Anzeige 7 verweist nicht notwendigerweise auf eine geometrische Form der Anzeige, beispielsweise kann die Anzeige gekrümmt und/oder gebogen sein. Die zweidimensionale Anzeige 7, beispielsweise ein CID oder eine Panoramaanzeige, können um eine oder mehrere Achsen gekrümmt oder gebogen sein, sodass sie optional eine Form aufweist, die einem Abschnitt des Innenraums 6 des Fahrzeugs 2 entspricht. Die zweidimensionale Anzeige 7 ist eine aktive Matrix, beispielsweise eine MicroLED, eine OLED, ein LCD, ein MicroDisplay, starr oder flexibel.
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Die Benutzerschnittstelle 1 umfasst eine optische Blende 9, umfassend eine Kontaktoberfläche 10, eine dreidimensionale Anzeigeoberfläche 11 zum Anzeigen von Informationen 3b, 3b', 3b'' und ein optisches Lichtleitermaterial 12, das zwischen der Kontaktoberfläche 10 und der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 bereitgestellt ist (siehe auch 2). Die Blende 9 ist an einer Vorderseite der Anzeige 7 angeordnet. Die Blende 9 ist in die Anzeige 7 integriert, sodass eine Flächenausdehnung der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 und/oder eine Flächenausdehnung der Kontaktoberfläche 10 kleiner als eine Flächenausdehnung der Anzeige 7 sind, und sodass die Kontaktoberfläche 10 derart angeordnet ist, dass sie von der Anzeige 7 emittiertes Licht empfängt. Die Blende 9 ist derart an der Anzeige 7 angebracht, dass die Blende 9 einen Teilbereich der Anzeige 7 bedeckt. Die Blende 9 und ihre Anordnung werden außerdem in 2 gezeigt und unter Bezugnahme darauf weiter erläutert.
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In 1 umfasst die Benutzerschnittstelle 1 die zweidimensionale Anzeige 7 und die optische Blende 9 zum Ausgeben der visuell wahrnehmbaren Informationen 3a, 3b, 3b', 3b''. Die Blende 9 ist ein lokalisierter Touchpoint/eine lokalisierte Affordanz mit speziellem Benutzerschnittstelleninhalt und ermöglicht Benutzerinteraktionen. Bei einer Ausführungsform ist die Blende 9 wesentlich kleiner als die Anzeige 7, beispielsweise weist die größere Anzeige 7 eine Diagonale von 10 Zoll bis 50 Zoll auf, und die kleinere Blende 9 weist eine Diagonale, einen Durchmesser und/oder eine charakteristische Länge von 1 Zoll bis 4 Zoll auf.
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Die Benutzerschnittstelle 1 umfasst ein Verkleidungsmaterial. Die Blende 9 ist in dem Verkleidungsmaterial 20 eingebettet. D. h., das Verkleidungsmaterial 20 umfasst einen Ausschnitt 27 und/oder einen Hohlraum, der eine Aussparung 28 bildet, und die Blende 9 ist innerhalb der Aussparung 28 angeordnet (siehe auch 2). Das Verkleidungsmaterial 20 umfasst eine obere Verkleidungsoberfläche 21 zum Präsentieren von Licht in Zusammenhang mit Informationen 3c und Bedecken der zweidimensionalen Anzeige 7. Die Benutzerschnittstelle 1 ist zum Projizieren von Licht auf die obere Verkleidungsoberfläche 21 eingerichtet und/oder das Verkleidungsmaterial 20 ist zum Übertragen von Licht von einer Verkleidungskontaktoberfläche 19 des Verkleidungsmaterials 20 durch das Verkleidungsmaterial 20 zu der oberen Verkleidungsoberfläche 21 eingerichtet (siehe 2 bis 4).
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Bei einer Ausführungsform sind die Anzeige 7, die Blende 9 und das Verkleidungsmaterial 20 berührungsempfindlich, beispielsweise indem eine kapazitive, resistive oder ultraschallbasierte und/oder kamerabasierte Berührungsempfindlichkeit bereitgestellt wird, um die Benutzereingabe 5 zu erfassen. Die Benutzereingabe 5 kann durch die berührungsempfindliche Anzeige 7 bei Durchführung auf der zweidimensionalen Anzeige 7 und durch eine berührungsempfindliche Vorrichtung 18 als auf dem Verkleidungsmaterial 20 und/oder der oberen Verkleidungsoberfläche 21 durchgeführte Berührungsbenutzereingabe 5 sowie relativ zu der Blende 9 als Benutzerinteraktion erfasst werden. Die Benutzereingabe 5 relativ zu der Blende 9 kann durch die dreidimensionale Anzeigeoberfläche 9, die berührungsempfindlich ist, erfasst werden.
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Die Benutzereingabe 5, d. h. die Berührungsbenutzereingabe und die Benutzerinteraktion, wird an eine Datenverarbeitungsvorrichtung 13 übertragen, die in der Benutzerschnittstelle 1 enthalten ist. Zum Empfangen der Benutzereingabe 5 umfasst die Datenverarbeitungsvorrichtung 13 eine oder mehrere Schnittstellen zum Empfangen und/oder einen oder mehrere Datenspeicher zum Speichern von Daten, die die durch die Anzeige 7, das Verkleidungsmaterial 20 und/oder relativ zu der Blende 9 erfasste Benutzereingabe 5 repräsentieren. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 13 ist zum Ableiten einer kombinierten Benutzereingabe 5 eingerichtet. Basierend auf der kombinierten Benutzereingabe 5 ist die Benutzerschnittstelle 1 dazu eingerichtet, ein Steuersignal zu bestimmen, das Steuerdaten zum Anzeigen der Informationen 3a, 3b, 3b', 3b'', 3c auf dem Anzeigeabschnitt 8, auf der oberen Verkleidungsoberfläche 21 und/oder auf der Blende 9 enthält.
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Die Benutzerschnittstelle 1 kann multisensorische Rückmeldung wie etwa visuelle Rückmeldung, angezeigt auf der zweidimensionalen Anzeige 7, der Blende 9 oder OLED/LCD-Anzeigen, Umgebungsbeleuchtung oder -projektion, mechanische Betätigung und/oder weitere taktile Rückmeldung, Audiorückmeldung wie etwa Soundeffekte oder Musik und/oder olfaktorische Rückmeldung (nicht gezeigt) umfassen. Die Benutzerschnittstelle 1 stellt multimodale Interaktionen bereit, d. h., haptische Effekte und die visuell wahrnehmbare Anzeige der Informationen 3a, 3b, 3b', 3b'', 3c werden kombiniert und können durch die Anwendung beispielsweise eines Augmented-Reality- oder Virtual-Reality-Head-Mounted-Display weiter verbessert werden.
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2 zeigt einen Abschnitt einer schematischen Seitenansicht der in 1 gezeigten Benutzerschnittstelle 1. 2 wird in Bezug auf Einzelheiten der Benutzerschnittstelle 1 von 1 beschrieben.
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Die Benutzerschnittstelle 1 umfasst die zweidimensionale Anzeige 7, die berührungsempfindliche Vorrichtung 18, die Blende 9, das Verkleidungsmaterial 20 und eine Verkleidungsabdeckung 29. Bei einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) weist das Verkleidungsmaterial 20 keine separate Verkleidungsabdeckung 29 als solches auf. Handelt es sich beispielsweise bei dem Verkleidungsmaterial 20 um Holzfurnier, so ist die Verkleidungsabdeckung 29 optional eine Oberflächenbeschichtung oder eine Deckschicht zum Versiegeln des Holzfurniers. Bei einer anderen Ausführungsform weist das Verkleidungsmaterial 20, wie etwa ein Kunststoff- und/oder Glasmaterial, eine Beschichtung auf der unteren Oberfläche auf, die beispielsweise wie ein Einwegspiegel entgegengesetzt zur oberen Verkleidungsoberfläche 21 (interne Oberfläche) angeordnet ist.
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In 2 ist das Verkleidungsmaterial 20 zwischen der berührungsempfindlichen Vorrichtung 18 und der Verkleidungsabdeckung 29 angeordnet. Die zweidimensionale Anzeige 7, die berührungsempfindliche Vorrichtung 18, das Verkleidungsmaterial 20 und die Verkleidungsabdeckung 29 sind gestapelt angeordnet. Hierbei bildet die zweidimensionale Anzeige 7 eine unterste Schicht, und die Verkleidungsabdeckung 29 bildet eine oberste Schicht. Die berührungsempfindliche Vorrichtung 18 ist unter dem Verkleidungsmaterial 20 angeordnet. Alternativ ist die berührungsempfindliche Vorrichtung 18 in der Anzeige 7 integriert (In-Cell- oder On-Cell-Berührungssensor). In 2 ist die zweidimensionale Anzeige 7 unter dem Verkleidungsmaterial 20 angeordnet. Anders ausgedrückt sind die berührungsempfindliche Vorrichtung 18, das Verkleidungsmaterial 20 und die Verkleidungsabdeckung 29 aus Sicht eines Benutzers 4 vor der zweidimensionalen Anzeige 7 angeordnet. Die berührungsempfindliche Vorrichtung 18 ist zwischen der zweidimensionalen Anzeige 7 und der Blende 9 angeordnet.
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Das Verkleidungsmaterial 20 umfasst Eigenschaften, die ermöglichen, dass eine Beleuchtung oder Licht das Verkleidungsmaterial 20 durchquert. Diese Eigenschaften können in dem Material inhärent sein, beispielsweise eine in Glas, Polymer usw. inhärente Transparenz zur optischen Übertragung, können durch den Stoff des Verkleidungsmaterials 20, wie etwa gewebte oder gewirkte Fasern, bewirkt werden oder können durch die Breite W des Verkleidungsmaterials 20, wie etwa ein dünnes Holzfurnier, Leder zum Erreichen einer Lichtdurchlässigkeit, bewirkt werden, können durch einen sekundären oder zusätzlichen subtraktiven Prozess zum Bilden von Perforationen oder Mikroperforationen gebildet werden und/oder können durch eine sekundäre Beschichtung oder Oberflächenbehandlung, wie etwa einen additiven Prozess, Vakuummetallisierung oder PVD-Beschichtung, eines Materials mit optischen Eigenschaften gebildet werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Verkleidungsmaterial 20 inhärent porös sein.
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Das Verkleidungsmaterial 20 ist dazu eingerichtet, Licht von einer Verkleidungskontaktoberfläche 19 des Verkleidungsmaterials 20 durch das Verkleidungsmaterial 20 zu der oberen Verkleidungsoberfläche 21 zu übertragen. D. h., von der zweidimensionalen Anzeige 7 emittiertes Licht wird in die Verkleidungskontaktoberfläche 19 eingekoppelt und durch das Verkleidungsmaterial 20 zu der oberen Verkleidungsoberfläche 21 übertragen. Die obere Verkleidungsoberfläche 21 umfasst einen dedizierten Anzeigeabschnitt 22 und einen undurchsichtigen Abschnitt 23. Der undurchsichtige Abschnitt 23 und der dedizierte Anzeigeabschnitt 22 sind aneinander angrenzend angeordnet. Der Anzeigeabschnitt 22 ist vor der zweidimensionalen Anzeige 7 angeordnet. D.h., der Anzeigeabschnitt 22 ist derart angeordnet, dass durch ein Pixel der zweidimensionalen Anzeige 7 emittiertes Licht durch das Verkleidungsmaterial 20 zu dem oberen Verkleidungsabschnitt 21 in dem Anzeigeabschnitt 22 in die Verkleidungskontaktoberfläche 19 eingekoppelt wird. Die Kombination aus einem Anzeigeabschnitt 22 und dem undurchsichtigen Abschnitt 23, wobei die Benutzerschnittstelle 1 dazu eingerichtet ist, bei Bedarf Informationen 3c in dem Anzeigeabschnitt 22 anzuzeigen, bildet eine versteckte Schnittstelle. Die versteckte Schnittstelle ist in dem Verkleidungsmaterial 20, beispielsweise Holz, Leder, Gewebe, Metall, Polymer, Glas usw., integriert. Je nach Art des Verkleidungsmaterials 20 ermöglicht die berührungsempfindliche Vorrichtung 18 eine Berührungserfassung, beispielsweise kann die berührungsempfindliche Vorrichtung 18 im Fall eines Verkleidungsmaterials 20 aus leitfähigem Metall eine resistive ultraschall- und/oder kamerabasierte Erfassungsvorrichtung sein.
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Das Verkleidungsmaterial 20 umfasst einen dedizierten Übertragungsabschnitt 24. Hierbei umfasst der Übertragungsabschnitt 24 Perforationen und/oder mehrere Lichtleiterabschnitte 25. Das Verkleidungsmaterial 20 umfasst eine Breite W lateral zu der Ausdehnung des Verkleidungsmaterials 20, und die Breite W des Verkleidungsmaterials 20 in dem dedizierten Übertragungsabschnitt 24 ist reduziert und/oder minimal (nicht gezeigt). D. h., die Breite W des Verkleidungsmaterials 20 ist in dem Übertragungsabschnitt 24 im Vergleich zu der Breite W des Verkleidungsmaterials 20 in dem undurchsichtigen Abschnitt 23 reduziert.
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Die GUI, d. h. die auf der Blende 9 erscheinenden Informationen 3b, 3b', 3b'', kann mit der GUI/UI der versteckten Schnittstelle in dem umgebenden Material, d. h. der durch das Verkleidungsmaterial 20 angezeigten Informationen 3c, koordiniert oder unabhängig davon sein.
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Die Verkleidungsabdeckung 29 ist transparent, beispielsweise besteht sie aus transparentem Kunststoff oder Glas. Die Verkleidungsabdeckung 29 kann einen Ausschnitt (nicht angegeben) umfassen, um eine Aussparung zu bilden, in der die Blende 9 angeordnet ist. Die Blende 9 ist bündig mit der oberen Oberfläche der Verkleidungsabdeckung 29. D.h., die Blende 9 weist eine Dicke W auf, die mit der Dicke des Verkleidungsmaterials 20 plus die Dicke der Verkleidungsabdeckung 29 übereinstimmt.
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Die berührungsempfindliche Vorrichtung 18 ist zwischen der zweidimensionalen Anzeige 7 und dem Verkleidungsmaterial 20 angeordnet. Die Blende 9 ist in die zweidimensionale Anzeige 7 integriert. D. h, die zweidimensionale Anzeige 7 umfasst einen Kontaktabschnitt 16, der dazu eingerichtet ist, Licht zu emittieren, das von dem Kontaktabschnitt 16 zu der Kontaktoberfläche 10 der Blende 9 übertragen wird, um Licht, das durch die zweidimensionale Anzeige 7 an dem Kontaktabschnitt 16 emittiert wird, über die Kontaktoberfläche 10 und das Lichtleitermaterial 12 zu der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 zu übertragen, wobei das übertragene Licht die Informationen 3b, 3b', 3b'' umfasst, die auf der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 sichtbar sind. Eine MicroLED-Anzeige kann eine große Helligkeit des übertragenen Lichts bereitstellen, insbesondere in Kombination mit einem Verkleidungsmaterial 20 mit geringer sichtbarer Lichtübertragung (VLT: Visible Light Transmission). Alternativ und/oder zusätzlich ist eine Rückprojektion auf der Unterseite des die Blende 9 umgebenden Verkleidungsmaterials 20 möglich.
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Bei einer alternativen Ausführungsform umfasst die berührungsempfindliche Vorrichtung 18 eine Aussparung, oder es wird auf sie verzichtet und die Kontaktoberfläche 10 kontaktiert den Kontaktabschnitt 16. Die zweidimensionale Anzeige 7 umfasst eine Pixelanordnung und eine Abdeckschicht, die die Pixelanordnung bedeckt (in den Figuren nicht gezeigt). Die Abdeckschicht umfasst einen Ausschnitt und/oder einen Hohlraum, der eine Aussparung der zweidimensionalen Anzeige 7 bildet. Die Kontaktoberfläche 10 der Blende 9 ist in der Aussparung der zweidimensionalen Anzeige 7 angeordnet. Somit befindet sich der Kontaktabschnitt 16 der Anzeige 7 in der Aussparung, wobei die Kontaktoberfläche 10 den Kontaktabschnitt 16 der Anzeige 7 kontaktiert.
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Die dreidimensionale Anzeigeoberfläche 11 umfasst mehrere Oberflächenabschnitte 11a, 11b, die durch eine Kante 17 voneinander getrennt sind. Die Blende 9 kann so geformt sein, dass sie eine dreidimensionale Oberfläche bereitstellt, die der Benutzer kann. Beispielsweise kann die dreidimensionale Anzeigeoberfläche 11 abgeschrägte Kanten, beispielsweise wie ein Juwel, aufweisen, wie in 1 und 2 schematisch gezeigt, oder segmentierte oder kontinuierliche konkave, konvexe und/oder organische Oberflächenabschnitte aufweisen und/oder eine symmetrische oder asymmetrische runde oder rechteckige Form aufweisen (nicht gezeigt). Die Oberflächenabschnitte 11a, 11b können auch anders als durch Kanten 17 getrennt sein, beispielsweise können die Oberflächenabschnitte 11 a, 11b scheinbar kontinuierlich ineinander übergehen. Außerdem ist es möglich, dies und Kanten 17 zu kombinieren. Bei einer anderen nicht gezeigten Ausführungsform kann eine Kante oder ein Abschnitt der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 durch grafische Bearbeitung der GUI virtuell simuliert oder erweitert werden, beispielsweise kann eine digitale Änderung der Farbe/des Materials/der Oberflächenbehandlung, des Rendering des Materials/der Oberfläche und/oder der Beleuchtung das Erscheinungsbild der Blende 9 verändern.
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Wie in 2 gezeigt, teilen die mehreren Kanten 17 die dreidimensionale Anzeigeoberfläche 11 in mehrere Anzeigeabschnitte 11 a, 11b auf. Die Benutzerschnittstelle 1 ist dazu eingerichtet, Informationen 3b, 3b', 3b'' derart anzuzeigen, dass die Informationen 3b',3b'', die auf den mehreren Anzeigeabschnitten 11a, 11b sichtbar sind, abhängig oder unabhängig voneinander sein können. Die Benutzerschnittstelle 1 ist dazu eingerichtet, Informationen 3b', 3b'', die auf den mehreren Anzeigeabschnitten 11a, 11b sichtbar sind, separat zu bestimmen. D. h., jedes Segment der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 der Blende 9 kann andere Informationen 3b, 3b', 3b'' anzeigen.
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Die Benutzerschnittstelle 1 ist dazu eingerichtet, eine Benutzereingabe 5 relativ zu den Oberflächenabschnitten 11a, 11b der Blende 9 separat zu erfassen. Die Benutzereingabe 5, die für unterschiedliche Oberflächenabschnitte 11 a, 11b separat erfasst wird, kann verwendet werden, um unterschiedliche kombinierte Benutzereingaben 5 abzuleiten. Wenn der Benutzer 4 beispielsweise einen ersten Oberflächenabschnitt berührt und eine spezifische Berührungsbenutzereingabe 5 durchführt, kann die kombinierte Benutzereingabe 5 anders sein, als wenn der Benutzer 4 einen zweiten Oberflächenabschnitt berühren und eine spezifische Berührungsbenutzereingabe 5 durchführen würde. Die Berührungsbenutzereingabe 5 und/oder Gesten auf oder über dem Verkleidungsmaterial 20 und der Blende 9 können unabhängig oder in Kombination wirken. Die Berührungsempfindlichkeit der Blende 9 und des Verkleidungsmaterials 20 kann mit multimodalen Sensoren kombiniert werden, beispielsweise Kopf- und/oder Augen-Tracking, das kamerabasiert sein kann, Finger- und/oder Handnähe- und -gestenerfassung, beispielsweise durch eine Kamera, wie etwa basierend auf RGB, IR, TOF-Bildgebung oder LIDAR. Derartige Interaktionen können Gesten basierend auf Berührung, Aktionen in der Luft und/oder Gesten in der Luft (d. h. Gesten, die in einem Abstand von 6 bis 12 Zoll zu der Blende 9 und/oder zu dem Verkleidungsmaterial 20 durchgeführt werden) und/oder einer Nähe der Hand oder des Fingers zu der Blende 9 und/oder dem Verkleidungsmaterial 20 beinhalten. Hierzu können Antippen, Schieben, Ziehen, langes Drücken, Force-Touch, Multi-Touch usw. gehören.
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Die Blende 9 kann aus Glas oder Polymer bestehen. Wie insbesondere in 2 schematisch angedeutet, ist die Blende 9 ein solider Körper ohne Hohlraum, um eine effiziente Übertragung von Licht zu gewährleisten. Das Licht, das von dem Kontaktabschnitt 16 der zweidimensionalen Anzeige 7 zu der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 übertragen wird, verlässt die Blende 9 direkt an der Grenze zwischen der dreidimensionalen Oberflächenanzeige 11 und einer Umgebung der Blende 9, beispielsweise Luft, in der Regel im Innenraum 6 des Fahrzeugs 2. D. h., das Licht, das von dem Kontaktabschnitt 16 übertragen wird, wird nur durch den soliden Körper der Blende 9 übertragen und muss nur zwei Grenzen durchqueren, nämlich von dem Kontaktabschnitt 16 zu der Kontaktoberfläche 10 der Blende 9 und von der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 der Blende 9 zu der Umgebung. Dies reduziert die Anzahl von Grenzen, die das Licht bei der Fortbewegung von dem Kontaktabschnitt 16 zu dem Benutzer durchqueren muss. Dadurch kann das Ausmaß optischer Verluste gering gehalten werden, und es wird eine hochqualitative Lichtübertragung erzielt.
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Optional ist das Lichtleitermaterial 12 eine Zusammensetzung aus vielen optischen Fasern (Faseroptikelemente oder ähnliches Lichtleitmaterial). Das Lichtleitermaterial 12 wird durch Ziehen und Komprimieren (unter Erhitzung und Druck) verarbeitet, sodass die resultierenden Faseroptikelemente einen Rasterabstand zwischen 5 und 50 Mikrometer oder weniger aufweisen. Dadurch wird die Blende 9 ein solider Körper. Die Faseroptikelemente können (beispielsweise als Ergebnis der Materialverarbeitung/-bildung oder der Fertigung des letztendlichen 3D-Blendenteils) dahingehend ausgerichtet sein, den Blickwinkel (also einen Blickkegel mit einer mittleren Achse, die longitudinal zu einer Achse des Faseroptikelements verläuft) zu steuern. Der Blickwinkel einer 3D-Blende 9 wird vollständig durch den Blickwinkel der Faseroptikelemente, aus denen die Blende 9 besteht, bestimmt. Die Blende 9 kann eine hochqualitative Übertragung von Licht und einen für den Blickwinkel des Benutzers 4 geeigneten Blickkegel zur Verwendung mit einer hochauflösenden zweidimensionalen Anzeige 7 bereitstellen, beispielsweise einer zweidimensionalen Anzeige 7 mit einer Auflösung von 4k bis 8k und/oder einer Pixeldichte von 600 Pixeln pro Zoll oder mehr. Eine Pixeldichte von 150 Pixeln pro Zoll oder 200 Pixeln pro Zoll ist jedoch auch möglich und stellt eine angemessene Auflösung bereit.
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3 ist eine schematische perspektivische Ansicht der in 1 und 2 gezeigten Benutzerschnittstelle 1.
4 ist eine schematische Draufsicht der in 1 bis 3 gezeigten Benutzerschnittstelle 1. 3 und 4 werden unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
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Die Benutzerschnittstelle 1 umfasst mehrere separate Anzeigeabschnitte 22, die durch einen undurchsichtigen Abschnitt 23 des Verkleidungsmaterials 20 voneinander getrennt sind. Die Benutzerschnittstelle 1 ist dazu eingerichtet, mehrere separate Elemente von Informationen 3c über die obere Verkleidungsoberfläche 21 anzuzeigen.
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Die Blende 9 ist in eine Oberfläche des Innenraums des Fahrzeugs 1 integriert, um als diskretes Element oder Juwel in dem Verkleidungsmaterial 20, beispielsweise Leder- oder Holzverkleidung, zu erscheinen. Die Blende 9 ist nahtlos von einem kontrastreichen Verkleidungsmaterial 20 umgeben. Das Verkleidungsmaterial 20 überträgt oder übermittelt eine versteckte GUI/UI durch Anzeigen von Informationen 3c auf der oberen Verkleidungsoberfläche 21, wie unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben, und durch Bereitstellen von Berührungsempfindlichkeit.
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Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Quelle von Licht zum Einkoppeln von Licht über die Verkleidungskontaktoberfläche 19 in das Verkleidungsmaterial 20 eine sich von der zweidimensionalen Anzeige 7 unterscheidende dedizierte Aktivmatrix-Anzeige und/oder eine Reihe herkömmlicher Lichtquellen, beispielsweise LEDs, Hintergrundbeleuchtung, sein. Optional ist ein Diffusor und/oder ein optisches Element unter dem Verkleidungsmaterial 20 angeordnet, um das Licht zu übermitteln und zu streuen. Die Aktivmatrix-Anzeige ermöglicht, dass eine beliebige Tastenfunktionalität an der oberen Verkleidungsoberfläche 21 angezeigt wird, während eine herkömmliche Lichtquelle eine Beschränkung auf eine festgelegte Tastenfunktionalität mit selektiver Beleuchtung bedeuten würde, und stellt eine effiziente Konstruktion und eine kosteneffektive Ausführungsform bereit.
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Bei einer alternativen, nicht gezeigten Ausführungsform ist die Benutzerschnittstelle 1 zum Projizieren von Licht auf die obere Verkleidungsoberfläche 21 eingerichtet. Optional ist die Blende 9 dazu eingerichtet, Informationen 3c von der dreidimensionalen Anzeigeoberfläche 11 auf die Verkleidungsoberfläche 21 zu projizieren. Hierbei umfasst die dreidimensionale Anzeigeoberfläche 11 einen dedizierten Projektionsoberflächenabschnitt 26.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Benutzerschnittstelle
- 2
- Fahrzeug
- 3a, 3b, 3b', 3b'', 3c
- Informationen
- 4
- Benutzer
- 5
- Benutzereingabe
- 6
- Innenraum
- 7
- zweidimensionale Anzeige
- 8
- Anzeigeabschnitt
- 9
- Blende
- 10
- Kontaktoberfläche
- 11
- dreidimensionale Anzeigeoberfläche
- 11a, 11b
- Oberflächenabschnitt
- 12
- Lichtleitermaterial
- 13
- Datenverarbeitungsvorrichtung
- 16
- Kontaktabschnitt
- 17
- Kante
- 18
- berührungsempfindliche Vorrichtung
- 19
- Verkleidungskontaktoberfläche
- 20
- Verkleidungsmaterial
- 21
- obere Verkleidungsoberfläche
- 22
- Anzeigeabschnitt
- 23
- undurchsichtiger Abschnitt
- 24
- Übertragungsabschnitt
- 25
- Lichtleiterabschnitt
- 26
- Projektionsabschnitt
- 27
- Ausschnitt
- 28
- Aussparung
- 29
- Verkleidungsabdeckung
- W
- Breite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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